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20142015
13/06/15
PROGRAMA DE LA ASIGNATURA
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Vicerrectorado de Ordenación Académica
Asignatura:
307 (7204) Sistemas eléctricos de potencia
Titulación:
Ingeniero Técnico Industrial. Especialidad Electricidad
Créditos teóricos:
3.6
Horas teoría:
36
Créditos prácticos:
2.4
Horas prácticas:
24
Área:
Duración:
2º Cuatr.
(535A) INGENIERÍA ELÉCTRICA
OBJETIVOS GENERALES:
Correcto modelado y caracterización de una red a partir de sus elementos básicos (líneas, generadores y transformadores).
Uso de la teoría de redes para analizar las variables eléctricas mediante un procedimiento matricial.
Análisis matemático del problema que supone mantener la demanda con unos requisitos de calidad de la energía aportada ante la
variación continua de la carga en tiempo real.
Calculo de faltas que pueden surgir por distintas averías para prever las protecciones adecuadas.
Análsis matemático del problema de la inestabilidad ante variaciones bruscas de cargas.
Experimentación mediante programas informáticos de los conceptos teóricos presentados previamente, que permiten caracterizar,
calcular y simular faltas, para obtener una aproximación de lo que sería el análisis de una red genérica.
CONTENIDO:
BLOQUE TEMÁTICO:
TEMA1:
Conceptos básicos
CONCEPTOS BÁSICOS.
1.1. Notaciones.
1.2. Valores por unidad. Cambio de base.
1.3. Potencia compleja en circuitos trifásicos equilibrados en p.u. Flujo de potencia.
1.4. Ecuaciones nodales. Concepto de Ybus del SEP.
1.5. Representación de los SEP. Diagrama unifilar. Diagrama de impedancia y reactancia.
1.6. Problemas
BLOQUE TEMÁTICO:
TEMA 2:
Modelos de líneas
MODELOS DE LAS LÍNEAS. CUADRIPOLOS. MODELOS SIMPLIFICADOS.
2.1. Línea de transmisión corta.
2.2. Línea de transmisión media.
2.3. Línea de transmisión larga. Forma hiperbólica de las ecuaciones. Circuito equivalente.
2.4. Ecuación de flujo de potencia en la línea de transmisión.
2.5. Problemas.
BLOQUE TEMÁTICO:
TEMA 3:
Ybus del SEP
MODELO DE ADMITANCIA. YBUS DEL SEP.
3.1. Ramas acopladas.
3.2. Calculo y modificación de la Ybus
3.3. Matriz de incidencia nudo-elemento.
3.4. Problemas.
BLOQUE TEMÁTICO:
TEMA 4:
Zbus del SEP
MODELO DE IMPEDANCIAS. ZBUS DEL SEP.
4.1. La Zbus y su relación con el teorema de Thévenin. Aplicación de la Zbus.
4.2. Cálculo y modificación de la Zbus.
4.3. Transformaciones sin variación de potencia.
4.4. Problemas.
BLOQUE TEMÁTICO:
TEMA 5:
Faltas simétricas
FALTAS SIMÉTRICAS.
5.1. Cortocircuitos trifásicos en SEP.
5.2. Cortocircuitos en generadores y en motores con y sin carga.
5.3. Cálculo de las intensidades de fallo.
BLOQUE TEMÁTICO:
TEMA 6:
Flujos de potencia
FLUJOS DE POTENCIA.
6.1. El problema del flujo de carga.
6.2. Método de Newton-Raphson para la solución iterativa de ecuaciones algebraicas no lineales. Su aplicación para el
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problema del flujo de potencia en SEP.
BLOQUE TEMÁTICO:
TEMA 7:
Faltas asimétricas
COMPONENTES SIMÉTRICAS.
7.1. Síntesis de fasores desequilibrados a partir de sus componentes simétricos.
7.2. Componentes simétricos de fasores asimétricos.
7.3. Potencia en función de las componentes simétricas.
7.4. Impedancia de secuencia y redes de secuencia homopolar, directa e inversa.
7.5. Circuitos de secuencia de impedancias en transformadores y en máquinas síncronas.
7.6. Problemas.
TEMA 8:
FALLOS ASIMÉTRICOS.
8.1. Fallo simple línea a tierra en un nudo.
8.2. Fallo línea a línea en un nudo.
8.3. Fallo línea a línea con tierra en un nudo.
8.4. Fallos a circuito abierto.
8.5. Problemas.
BLOQUE TEMÁTICO:
TEMA 9:
Despacho económico
DESPACHO ECONÓMICO.
9.1. Distribución de cargas entre unidades dentro de una planta.
9.2. Distribución de cargas entre plantas.
9.3. Despacho económico clásico con pérdidas.
9.4. Problemas.
BLOQUE TEMÁTICO:
TEMA 10:
Estabilidad del SEP
ESTABILIDAD DE LOS SEP.
10.1. Concepto de estabilidad. Estabilidad en régimen permanente. Estabilidad en régimen transitorio.
10.2. Ecuación de ángulo de potencia y ecuación de oscilación.
10.3. Criterio de la igualdad de las áreas para la estabilidad.
10.4. Problemas.
BLOQUE TEMÁTICO:
Prácticas
Se realizarán 8 prácticas de Simulación en el Laboratorio de Simulación del Departamento, de 2 horas cada una en la que se
propone un ejercicio a resolver mediante una herramienta informática adecuada sobre cada bloque temático que ha sido
desarrollado, al objeto de aprender el manejo de dicho SW para el trabajo a elaborar individualmente.
Nº TÍTULO Nº HORAS FECHA
1
S.E.P. (I)
2
4S/2C
2
S.E.P. (II)
2
6S/2C
3
S.E.P. (III)
2
7S/2C
4
S.E.P. (IV)
2
8S/2C
5
S.E.P. (V)
2
9S/2C
6
S.E.P. (VI)
2
10S/2C
7
S.E.P. (VII)
2
12S/2C
8
S.E.P. (VIII)
2
13S/2C
BIBLIOGRAFÍA GENERAL:
[1]
Grainger, J. -Stevenson, W. _ANÁLISIS DE SISTEMAS DE POTENCIA_. . México, Ed. McGraw-Hill 1996
[2]
Nagrath, I. - Kothari, D. _MODERN POWER SISTEM ANALYSIS_. Ed. TATA . Naveen Shahdara, McGraw-Hill 1989
[3]
Stevenson, W. _ANÁLISIS DE SISTEMAS ELÉCTRICOS DE POTENCIA_. . México, Ed. McGraw-Hill 1994
[4] A. Gómez y otros: ANÁLISIS Y OPERACIÓN DE SISTEMAS DE ENERGÍA ELÉCTRICA Ed. McGraw-Hill 2002
METODOLOGÍAS
Clases teóricas: Se usa fundamentalmente el método expositivos, reforzado con técnicas y recursos tecnológicos que ayuden a la
comprensión y a la atención. Debido a la naturaleza del problema, ante la necesidad de realizar un tratamiento matricial, se describen los
método computacionales más oportunos para el análisis de redes, pero se aportan programas informáticos adecuados para cada bloque de
que consta la asignatura, en MATLAB, para que el alumno pueda realizar cálculos mediante ordenador; e incluso adaptar los programas a su
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uso de forma personalizada. Se invita a la utilización de otros programas comerciales de uso libre o académico como el PowerWorld para
comparación de resultados.
En lo que se refiere a las prácticas de laboratorio, se realizan en grupos de 16 alumnos, en un aula de ordenadores, donde en puestos
individuales, se les plantean supuestos prácticos para asimilar el uso del programa correspondiente al tema que se acaba de tratar en la teoría
de la asignatura, todo ello orientado a la realizacion de un trabajo individual tipo informe para un sistema electrico real, donde se calculan los
principales conceptos de los temas tratados en la teoria.
EVALUACIONES
Para aprobar la asignatura habrá que obtener al menos una puntuación de 4 puntos sobre 9 en el examen de teoría. Se propone un trabajo
individual sobre el análisis de un subconjunto de líneas y nudos de sistema eléctrico andaluz, para facilitar, mediante aplicaciones informáticas,
el aprendizaje de los distintos contenidos de la asignatura. Dicho trabajo tendrá una puntuación máxima de 1 punto, que se sumará a la nota
del examen. Esta suma conforma la nota de teoría (75% de la nota de la asignatura).
El 25% restante de la nota se obtiene de la nota de prácticas, que son obligatorias. Cada práctica, de 2 horas de duración, consiste en la
realización de un problema afín a los contenidos que están siendo desarrollados en teoría, usando herramientas de simulación (MATPOWER,
programas de MATLAB, etc), y serán entregadas a la finalización de cada una de ellas.
ACTIVIDADES COMPLEMENTARIAS:
El adecuado manejo de dichas herramientas informática les servirá para poder desarrollar un trabajo individual consistente en la selección una
parte de la red eléctrica andaluza de transporte y distribución, que cumpla unas restricciones de tamaño y topología, y sobre la que simularán
distintos problemas. Tendrán que seleccionar los conductores comerciales permitidos en las normas particulares ENDESA, modelar y
caracterizar su red, calcular averías, simular estados de carga que les obligue a introducir elementos de control en el propio diseño, e incluso,
modificaciones de las potencias aportadas por cada generador atendiendo no sólo a consideraciones técnicas, sino también económicas, en
función de los costes de producción.